[发明专利]用于控制压燃式发动机的点火正时的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种工作在自动点火模式中的压燃式发动机的工作和控制。

背景技术

该部分中的内容仅仅提供与本发明相关的背景信息并且可能不构成现有技术。

例如柴油机的压燃式发动机具有许多优点包括提高了的燃料经济性。包括客车、商用轻型载重汽车、建筑用车、农用拖拉机在内的车辆的制造商必须满足严格的排放要求以销售它们的产品。

为了获得低的烟排放，控制柴油机上的点火正时，即，延迟或提前正时，是非常重要的控制项目。例如，已经证明为了实现关于降低颗粒物质(PM)排放的好处，当具有预混气缸装料(即，受控的自动点火或均质压燃，或HCCI)的系统运行在压燃模式的稀空气燃料比下时，需要在点火发生之前完成所有燃料的喷射。

在自动点火模式下工作的发动机中，气缸装料的燃烧是无焰的并且是贯穿整个燃烧室容积自发地发生。当压缩气缸装料并且其温度增加时，均匀混合的气缸装料自动点火。自动点火燃烧的点火正时取决于主要包括温度、压力以及气缸装料组成的初始气缸装料条件。因此，调节发动机控制输入，例如燃料输入、喷射正时以及进气及排气阀运动，从而确保强劲的自动点火燃烧是非常重要的。

燃料喷射的正时目前用作控制柴油发动机中的点火和燃烧正时。在主压缩冲程期间的喷射正时是控制柴油发动机中点火正时的主要替换控制项目。通过延迟喷射正时，延迟了气缸装料的点火。然而，在点火发生之前必须完成所有燃料的喷射。

众所周知的是，由于气缸装料的点火在高负载时太迅速，所以那些用于实现与柴油机自动点火燃烧相关的低NO_x排放和颗粒物的技术仅被用于平均负载。一种既和喷射正时不相关又能延迟点火正时的方法是非常有用的。扩大压燃式发动机在自动点火模式下的工作范围以改进排放性能和燃料经济性是非常有用的。

根据对带有负气门重叠(NVO)的汽油HCCI发动机的研究，可以知道的是在负气门重叠期间(再压缩)喷射的燃料会提前燃烧正时。得出该结论的原因是在负气门重叠期间喷射的燃料部分地氧化，或重组，释放一些热量从而被困残留物的温度增加。较多的被困残留物的存在导致了在进气阀关闭时较高的温度，导致了在HCCI模式中工作的汽油机的提前点火。

在预混合柴油机中在平均和高负载水平时，由于气缸内温度很高，点火延迟缩短。因此，燃烧正时过于提前，导致了过量的发动机噪声和可能更高的黑烟排放。预混合柴油燃烧严重地依赖再循环的排气(EGR)以延迟燃烧。在预混合柴油燃烧的瞬时工作期间，到达气缸的EGR的延迟可以引起不稳定的点火正时。在高负载时，由于不能将足够的EGR导入燃烧室，发动机噪声将成为一个问题。

所以有这样的需求：独立于运行在在自动点火模式下的压燃式发动机的喷射正时来控制点火正时。这样运行的益处包括扩大了自动点火模式下发动机的动态工作范围，并且改进了排放性能和燃料经济性，以及，减小了发动机噪声。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于控制运行在自动点火模式下的压燃式发动机中气缸装料的点火正时的方法和系统，所述发动机包括可控制的进排气阀门促动系统。所述方法包括基于执行机构的转矩请求确定气缸装料的优选点火正时和直接喷入气缸的燃料装料量。在压缩冲程之前短暂的负气门重叠期间燃料装料的一部分通过喷射到气缸被部分地氧化。所述燃料装料的一部分的量值是基于优选的气缸装料的点火正时。在压缩冲程期间燃料装料的剩余部分被喷射到气缸中。参照附图和实施例的说明描述了本发明的这些和其它方面。

附图说明

本发明可以采用某些部件的物理外形和部件的布置，在构成实施方式一部分的附图中详细说明和示出了所述实施方式，并且其中：

图1是根据本发明的发动机的示意图；

图2是根据本发明的数据曲线图；以及，

图3A和3B是根据本发明的数据曲线图。

具体实施方式

现在参见附图，其中进行的说明仅仅是为了举例说明本发明而不是为了限制本发明，图1包括示出了根据本发明的实施例构成的内燃机10、排气后处理系统15以及控制模块5的示意图。